LIMS – Systèmes d’information et de gestion de laboratoire

Les laboratoires sont individuels par rapport à leurs domaines d’activité et souvent aussi dans leurs processus de travail établis. Il s’agit là d’une situation initiale qui, dans un premier temps, va à l’encontre de l’utilisation raisonnable des systèmes informatiques qui soutiennent le flux de travail et la gestion des données. Néanmoins, des systèmes d’information spécialisés – appelés LIMS – se sont établis sur le marché pour répondre aux besoins complexes des laboratoires en matière d’organisation interne ainsi que d’administration et d’évaluation des données. Ils atteignent leur objectif en offrant des modules d’application le long d’un flux de travail généralisé sous une forme pré-structurée et standardisée et ce, dans un large éventail d’industries. Ces étapes du processus vont de l’enregistrement de l’échantillon à la spécification de la portée de l’examen ou d’autres tâches, en passant par la collecte des données, des résultats d’analyse aux rapports.

La performance d’un système informatique pour les laboratoires dépend toutefois fortement de la capacité d’adapter les fonctions de programme disponibles aux particularités de chaque laboratoire. Cela doit être possible dans le cadre du paquet standard et à des coûts raisonnables.

La décision d’utiliser un LIMS en laboratoire est rarement fondée uniquement sur l’aspect de rationalisation. Le respect des obligations en matière de documentation, l’identification précoce des problèmes de qualité avec possibilité d’y remédier ou la haute disponibilité des données de laboratoire pour la recherche, l’exploitation, le client ou d’autres partenaires sont au centre de l’attention.

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Qu’est-ce qu’un LIMS ?

Le terme LIMS est un terme établi qui désigne le Système d’information et de gestion de laboratoire. La définition exacte de l’application informatique LIMS dépend du point de vue individuel de l’utilisation en laboratoire et du type d’utilisation. Les LIMS ne sont standardisés que dans une certaine mesure, car ils doivent être utilisés dans une grande variété de domaines. L’adaptation d’un LIMS aux besoins individuels d’une organisation et à ses tâches est donc – dans une certaine mesure – un processus normal et en même temps une nécessité pour obtenir l’acceptation des utilisateurs. Néanmoins, toutes les variantes du spectre d’application ont des caractéristiques communes dans les différents systèmes LIM, ce qui conduit à la définition suivante :

Un système d’information et de gestion de laboratoire (LIMS) est une application informatique qui soutient le fonctionnement du laboratoire en ce qui concerne les tâches administratives et de coordination du traitement des échantillons ainsi que la collecte et l’évaluation des données d’analyse déterminées.

Extensions informatiques de laboratoire

En fonction de l’orientation du laboratoire et de ses tâches, les applications LIMS sont en partie complétées par d’autres applications logicielles spécialisées. Il s’agit notamment des solutions qui sont regroupées avec le LIMS sous le terme « applications informatiques de laboratoire » :

  • ELN (Electronic Laboratory Notebook)
    Système de base de données pour la planification et l’administration d’expériences sous la forme d’un journal de laboratoire électronique. L’ELN se concentre souvent sur l’administration de données non structurées d’expériences ou de synthèses, mais aussi de recettes. Les formulaires de dialogue sont pris en charge, ce qui permet de saisir des données dans des formulaires adaptés, des tableaux ou de grands champs de texte libre, jusqu’à la capture d’équations de réaction ou d’images. Les systèmes ELN sont souvent utilisés dans les domaines de la recherche et du développement.
  • LES (Laboratory Execution System)
    Logiciel d’aide à la réalisation systématique et documentée d’analyses, d’étapes de préparation ou de production de réactifs en laboratoire. L’utilisateur est guidé dans une boîte de dialogue avec des notes ou des instructions et doit en même temps saisir manuellement ou électroniquement les données pertinentes pour l’étape de travail correspondante (formulaires de dialogue orientés PIC). Les applications LES sont souvent utilisées dans des domaines réglementés tels que l’industrie pharmaceutique, mais aussi dans d’autres laboratoires où les exigences en matière de documentation sont élevées.
  • SDMS (Scientific Data Management System)
    Application de base de données pour l’administration des données scientifiques de laboratoire (données brutes, fichiers de résultats, documents). Les applications logicielles sont souvent conçues pour le stockage ordonné à long terme de données d’analyse complexes telles que spectres ou chromatogrammes et, en plus de l’acquisition et du transfert des données, elles comprennent également la visualisation des données et, dans certains cas, la génération de rapports.
    Les fonctionnalités de SDMS se retrouvent également dans certains produits LIMS, qui sont souvent basés sur le stockage de données XML, par exemple dans le format standard AnIML (Analytical Information Markup Language).

Technologie LIMS

Le LIMS, en tant que système d’application basé sur une base de données, nécessite une technologie informatique puissante afin de soutenir efficacement le traitement des échantillons et de stocker les données résultantes sous une forme structurée et utilisable. Il s’agit

  • Un système serveur qui contient la base de données LIMS et sur lequel le logiciel d’application LIMS est installé. La base de données et l’application sont souvent distribuées sur plusieurs serveurs, qui peuvent être exploités en interne ou en externe par des fournisseurs de services informatiques ou dans le cloud. La base de données est généralement basée sur des produits courants tels que ORACLE ou MS SQL Server, et rarement sur des solutions Open Source. Le matériel du serveur utilise généralement des systèmes d’exploitation Windows Server ou UNIX / LINUX serveur.
  • Les ordinateurs de poste de travail, c’est-à-dire les systèmes PC qui sont généralement connectés au système serveur via un réseau local. Les PC fonctionnent normalement sous MS Windows et offrent à l’utilisateur l’application LIMS avec une interface utilisateur graphique. Le LIMS est souvent conçu comme un programme client/serveur, c’est-à-dire que la partie application et la partie base de données sont séparées et communiquent via un réseau.
    Différents systèmes sont maintenant entièrement basés sur les technologies web. Ainsi, de plus en plus d’applications LIMS peuvent être exploitées en partie ou en totalité via un navigateur Web, ce qui facilite l’utilisation en tant que solution basée sur le cloud. Pas à pas, de nombreux fabricants de LIMS fournissent également des pièces d’application sur des appareils mobiles tels que les tablettes.
  • Infrastructure de réseau, c’est-à-dire les réseaux locaux et parfois étendus (LAN, WAN) principalement basés sur Ethernet. TCP/IP est utilisé comme le protocole réseau le plus courant. Les serveurs et les clients sont connectés entre eux via l’infrastructure réseau afin que l’utilisateur LIMS ait accès à toutes les ressources nécessaires à sa disposition.

En plus de ces éléments de base, il existe d’autres aspects de la mise en œuvre du LIMS. Cela va de la mise en réseau avec des systèmes de planification de niveau supérieur tels que ERP ou MES à l’intégration de clients ou de fournisseurs via Internet.

Applications LIMS

L’utilisateur du laboratoire est uniquement concerné par les fonctionnalités du logiciel. L’accent n’est pas mis ici sur la technologie. Il est confronté à un système logiciel qui lui offre un éventail de fonctions individuelles via des menus de sélection, qu’il peut utiliser dans son travail quotidien. Essentiellement, les modules de base suivants peuvent être trouvés :

  • Enregistrement des commandes et enregistrement des échantillons
  • Spécification de la portée de l’enquête
  • Prise en charge de la distribution et du traitement des échantillons
  • Saisie des données de résultats (manuelle, en ligne)
  • Publication des résultats d’essais
  • Rapports / Évaluation

De plus, un certain nombre d’autres fonctions sont offertes dans le forfait de base du LIMS ou comme extensions.

Dans la plupart des cas, la version de base du LIMS est adaptée aux caractéristiques individuelles d’un laboratoire au cours d’une phase de conception et de réalisation. Les applications LIMS se développent souvent en laboratoire jusqu’aux systèmes hautement spécialisés. Si seules les fonctions de base sont utilisées au début, des évaluations spéciales, des statistiques, la gestion des jauges ou des cartes de contrôle qualité sont ajoutées ultérieurement. Dans certains cas, des modules supplémentaires sont également disponibles, par exemple pour la gestion de documents, les tests de stabilité ou la préparation de devis, jusqu’à des solutions informatiques de laboratoire spéciales telles que ELN, LES ou SDMS, qui peuvent compléter LIMS ou sont parfois utilisées de manière autonome.

L’intégration de périphériques, en particulier la connexion d’appareils d’analyse pour l’acquisition de données en ligne, est une étape essentielle pour augmenter l’efficacité du travail et minimiser les erreurs. En outre, l’échange électronique de données avec d’autres systèmes informatiques de l’entreprise offre des avantages potentiels considérables. Il s’agit notamment de l’intégration des systèmes de planification de la production et de gestion des entrepôts, des applications orientées métier mais aussi des systèmes externes tels que ceux du client ou des autorités. Cependant, la mise en œuvre complète d’un environnement applicatif aussi intégré prend souvent plusieurs années.

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